Elektrische Stellantriebe

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Last updated: 22.12 2022 by Sebastian Dietrich
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Ein elektrischer Stellantrieb (auch "Thermischer Stellantrieb", "Elektrothermischer Stellantrieb", "Elektrischer Ventilantrieb", "Elektrischer Thermostat") wird für die Regelung von Heizkreisen auf Heizkreisverteilern oder Heizkörpern montiert und drückt bei Stromzufuhr, wie die mechanischen Thermostatköpfe, den Ventilstift nach unten, um den Heizwasserdurchlauf zu öffnen.

Zur Montage des Stellantriebs auf das Heizventil ist ein Adapterring für den korrekten Ventilanschluss erforderlich.

Unterschieden wird zwischen dem 2-Punkt-Antrieb (Stromzufuhr ein: Öffnen, Stromzufuhr aus: Schließen, bzw. umgekehrt) und dem Stetigregler (0-10V bzw. 1-10V Steuerung - jede Stellung kann beliebig angefahren werden).

Funktionsweise

Beide Typen arbeiten nach dem gleichen mechanischen Prinzip: Ein Heizelement erwärmt ein Dehnstoffelement, welches durch die Ausdehnung den Ventilstift nach unten drückt. Die vollständige Ausdehnung, also der volle Ventilweg, dauert abhängig vom Produkt zwischen 3 und 6 Minuten. Zudem gibt es eine Totzeit, das ist jene Zeit, die der Stellantrieb braucht, um aus dem Ruhezustand (Dehnstoff ist kalt) aufzuwachen und die erste Bewegung stattfindet.

Durch die langsame Ausdehnungszeit kann der Stellantrieb an einer gewissen Stelle gehalten werden. Beim 2-Punkt-Regler wird das durch Pulsen der Stromversorgung (auch PWM genannt, obwohl nicht ganz richtig) erreicht, z.B. sich wiederholendes 2 Minuten EIN, 1 Minute AUS hält die Stellung bei 2/3 der Ventilöffnung.

Beim Stetigregler mit 0-10V Eingang übernimmt dieses Pulsen eine interne Elektronik. Von außen wird dauerhaft die Betriebsspannung sowie die Steuerspannung des Analogausgangs angeschlossen. Die ausgegebene Steuerspannung (z.B. 6,6 Volt) wird von der im Stetigregler verbaute Elektronik in entsprechende Heiz-Pulse umgewandelt, um das Element bei 2/3 Ventilöffnung zu halten.

Funktionsweise Loxone Stellantrieb Air/Tree

Im Gegensatz zu oben genannten thermischen Stellantrieben verwendet Loxone Spindelmotoren, d.h. der Ventilstift wird durch eine "Schraubbewegung" eines Motors bewegt. Vorteil speziell bei Batteriebetrieb ist, dass nur eine Änderung des Hubs eine Motorbewegung erfordert. Nachteil ist, dass die Motorbewegung nicht geräuschlos abläuft. Die Loxone Stellantriebe Air/Tree verhalten sich als Stetigregler.

Verwendung mit Loxone

Verwendet werden können beide Reglertypen. Für die Raumregelung ist in der Loxone Config der Funktionsbaustein Intelligente Raumregelung oder dem älteren und einfacheren Funktionsbaustein Raumregelung vorgesehen.

  • Beim 2-Punkt-Antrieb wird die Versorgungsspannung über einen digitalen Ausgang mit PWM geschalten (2-Adern-Anschluss). 

  • Der Stetigregler wird über einen analogen Ausgang mit 0-10V angesteuert. Die Versorgungsspannung muss zusätzlich direkt angeschlossen werden. 

Vor- und Nachteile von 2-Punkt-Antrieben

Vorteile

  • Ausführungen mit 230V~, 24V= und 24V~ verfügbar

  • In 230V Ausführung sehr günstig (zwischen 20 und 30 Euro)

  • Große Auswahl an Herstellern (auch "No-Name" Produkte)

Nachteile

  • Im PWM-Betrieb hohe Schalthäufigkeit der digitalen Ausgänge

  • Auch mittels PWM nicht so genaue Ventilstellung wie bei Stetigreglern

  • Relais im Schaltschrank klicken

  • Bei 230V~ Modellen eventuell problematische Leitungsführung zum Heizkörper (Sicherheit)

Vor- und Nachteile von Stetigreglern

Vorteile

  • Sehr genaue Ansteuerung durch 0-10V 

  • Ausführungen meist in 24V= und 24V~ verfügbar

  • Kein Klicken im Schaltschrank

  • Kein Verschleiß von Relais

  • Anderwärtig oft ungenutzte Analogausgänge können verwendet werden

Nachteile

  • Relativ hoher Preis (zwischen 60 und 80 Euro)

  • Minimal höherer Stromverbrauch durch die enthaltene Regelelektronik

  • Bei Heizkreisverteilern, die nicht für Stetigregler ausgelegt sind, müssen die analogen Ausgänge "kalibriert" werden: Ermitteln der Spannung für minimalen und maximalen Durchfluss. Diese Spannungen mit etwas Puffer bei der Korrektur des analogen Ausgangs angeben. 

Tipps für die Auswahl des richtigen Typs

  • An Heizkörpern ist ein Stetigregler der äquivalente Ersatz zu einem mechanischen Thermostatkopf (die Dinger mit den Zahlen 1-6), da dieser ebenso stufenlos regelt

  • Je größer die Trägheit des Heizsystems, umso unwichtiger ist die genauere Ansteuerung von Stetigreglern (träge Heizsysteme wie Fußbodenheizung verzeihen eine nicht so exakte Ventilöffnung).

  • Die höheren Kosten des Stetigreglers relativieren sich, wenn man die Kosten der digitalen Ausgänge einrechnet. Analoge Ausgänge sind möglicherweise sowieso frei und könnten genutzt werden.

  • Bei guter Wärmedämmung, geringer Vorlauftemperatur, passender Einstellung der Durchflussgeschwindigkeit und gleichbleibendem Nutzerwunsch hinsichtlich der Raumtemperaturen ist eine Einzelraumregelung grundsätzlich verzichtbar